1-4-9 گستره

1-1-4-9 این فصل به ضوابط مربوط به آرماتورهای فولادی اختصاص دارد و شامل موارد زیر است:

الف – مشخصات فیزیکی آرماتورها

ب – مشخصات مورد نیاز در طراحی

پ– الزامات مربوط به دوام آرماتورها

2-1-4-9 آرماتورهای فولادی شامل میلگردها و سیم‌ها می‌باشند. میلگردهای فولادی به آرماتورهای گرم نوردیده و سیم‌های فولادی به آرماتورهای سرد نوردیده یا سرد اصلاح شده اطلاق می‌گردند. این آرماتورها در انواع ساده و آج‌دار تولید می‌شوند.

3-1-4-9 ضوابط مربوط به اقلام جاگذاری شده در بتن در بند 9-4- 10 آورده شده‌اند.

2-4-9 رده‌بندی آرماتورها

1-2-4-9 رده‌بندی آرماتورها براساس تنش حد تسلیم یا مقاومت تسلیم آن‌ها مطابق جدول 9-4-1 است:

جدول 9-4-1 رده‌بندی آرماتورها

[1] شکل آج مطابق استاندارد ملی ایران شماره 3132

[2] شکل آج مطابق استاندارد ملی ایران شماره 11558

اعداد بعد از S بیانگر تنش حد تسلیم یا مقاومت تسلیم آرماتورها، f_y، بر حسب مگاپاسکال‌اند که مجاز به استفاده در طراحی می‌باشند. ویژگی‌های کششی این آرماتورها در بند 9-4-5 ارائه شده‌اند. در صورتی که در فرایند ساخت تغییراتی در ترکیبات شیمیایی و یا در روش ساخت با اهداف مشخص ایجاد شوند، در سمت راست رده‌ی آرماتور، مطابق آن چه در بند 9-4-5-3 آمده است، یک حرف لاتین اضافه می‌شود. حرف C که برای رده S500C به کار برده شده، مطابق استاندارد ملی ایران به شماره 11558، برای همین منظور است.

3-4-9 طبقه‌بندی آرماتورها با توجه به روش ساخت

آرماتورها از نظر روش ساخت به سه گروه زیر دسته‌بندی می‌شوند:

1- فولاد گرم نوردیده بر اساس استاندارد ملی ایران به شماره 3132؛

2- فولاد سرد نوردیده یا سرد اصلاح شده، که بر اثر انجام عملیات مکانیکی نظیر پیچاندن، کشیدن، نورد کردن، و یا گذراندن از حدیده، بر روی میلگردهای گرم نوردیده در حالت سرد به دست می‌آید بر اساس استاندارد ملی ایران به شماره 11558؛

3- فولاد گرم اصلاح شده با فولاد ویژه، که بر اثر انجام عملیات مکانیکی نظیر گرمایش و آب دادن بر روی میلگردهای گرم نوردیده در حالت گرم به دست می‌آید.

4-4-9 طبقه‌بندی آرماتورها از نظر شکل‌پذیری

1-1-4-9 آرماتورهای فولادی از نظر شکل‌پذیری به سه دسته تقسیم می‌شوند:

الف- فولاد نرم (S240) که منحنی تنش – کرنش آن دارای پلدی تسلیم مشهود است.

ب- فولاد نیمه سخت ( S420, S400, S350, S340)، که منحنی تنش – کرنش آن دارای پله‌ی تسلیم بسیار محدود است.

پ فولاد سخت (S520, S500)، که منحنی تنش – کرنش آن فاقد پله‌ی تسلیم است.

5-4-9 ویژگی‌های کششی آرماتورها

2-5-4-9 ویژگی‌های کششی آرماتورها باید مطابق با مقادیر کششی یکی از رده‌های ارائه شده در جدول 9-4-2 باشند.

جدول 9-4-2 ویژگی‌های کششی آرماتورها

[1] انتخاب یکی از طولهای آزمون برای تعیین میزان کرنش گسیختگی کافی است. در صورت عدم ذکر طول آزمون، طول حداقل A₅ باید ملاک عمل قرار گیرد. طول‌های A₅ و A₁₀ بر طبق استاندارد ملی ایران به شماره 3132، به ترتیب برابر با 5 و 10 برابر قطر آرماتور می‌باشند.

[2] برای میلگردهایی که قطر اسمی آن‌ها 22 میلی‌متر یا بیشتر است، حداقل مقدار کرنش تعریف شده برای A₅ ممکن است تا 2 درصد به ازای هر 3 میلی‌متر افزایش در قطر، کاهش یابد. حداکثر کاهش از حداقل مقادیر ارائه شده در جدول به 4 درصد محدود می‌شود.

2-5-4-9 در آرماتورهای ذکر شده در جدول 9-4-2، حداقل نسبت مقاومت کششی به تنش حد تنش تسلیم برابر با 1/25 می‌باشد. در آرماتورهای سرد نوردیده، حداقل نسبت فوق برابر با 1/03 است.

3-5-4-9 در آرماتورهایی که مقاومت لازم و نسبت مقاومت کششی به تنش حد تسلیم حداکثر در آن‌ها مطابق با جدول 9-4-2 به روش خنک‌کاری و برگشت تحت کنترل (مانند روش ترمکس) حاصل می‌شوند، حرف T؛ و برای آرماتورهایی که به روشی غیراز خنک‌کاری و برگشت تحت کنترل تولید می‌شوند، حرف U؛ و در آرماتورهایی که با استفاده از عناصر آلیاژی مقاومت لازم در آن‌ها محقق می‌شود، حرف A به انتهای رده‌ی میلگرد در گواهی‌نامه‌ی فنی صادره و نیز در نشانه‌گذاری روی میلگرد درج می‌شود.

6-4-9 ویژگی‌های خم‌پذیری

1-6-4-9 آرماتورها باید در آزمون خمش بر اساس استاندارد ملی ایران به شماره 1-8103 قادر باشند دور یک فک خمشی به اندازه‌ی 180 درجه خم شده و در محیط خارجی آن‌ها هیچ‌گونه ترک‌خوردگی قابل مشاهده با دید طبیعی ایجاد نشود. قطر فک خمشی متناسب با قطر آرماتور بوده و مطابق جدول 9-4-3 می‌باشد.

جدول 9-4-3 قطر فک خمشی در آزمون خمش

2-6-4-9 در صورت نیاز به آزمون باز خمش، که برای تعیین میزان فرسودگی آرماتورهای خم شده به کار می‌رود، ضوابط استاندارد ملی ایران به شماره 1-8103 باید رعایت شوند.

3-6-4-9 در صورت توافق تولید کننده و خریدار، آزمون باز خمش می‌تواند جایگزین آزمون خمش شود.

4-6-4-9 انجام یکی از دو آزمون خمش یا آزمون بازخمش از طرف تولید کننده الزامی است؛ ولی هر دو مشخصه باید توسط تولید کننده تضمین گردد.

7-4-9 ویژگی‌های جوش‌پذیری

1-7-4-9 شرایط جوش‌پذیری آرماتورهای مورد استفاده در بتن‌آرمه و حداقل دمای مورد نیاز پیش گرم و انجام عملیات جوش‌کاری باید بر مبنای استانداردهای ملی ایران به شماره‌های 3132 و 1-21056 باشند.

2-7-4-9 عملیات جوش‌کاری در دمای 18- درجه سلسیوس و پایین‌تر نباید انجام شوند.

3-7-4-9 بعد از پایان جوش‌کاری، باید اجازه داد تا آرماتور به طور طبیعی سرد شود. شتاب دادن به فرآیند سرد شدن مجاز نمی‌باشد.

8-4-9 مشخصات مورد نیاز آرماتورها در طراحی

1-8-4-9 کلیه‌ی آرماتورهای طولی و عرضی مصرفی در سازه‌های بتن‌آرمه باید آج‌دار باشند. استفاده از آرماتورهای ساده فقط در دورپیچ‌ها مجاز است.

2-8-4-9 تنش حد تسلیم آرماتورها باید از یکی از دو روش زیر به دست آید:

الف – روش جابجایی- تنش نظیر 0/2 درصد کرنش ماندگاری،

ب– روش توقف نیرو – تنش نظیر نقطه‌ای که افزایش نیرو بعد از آن مشاهده نمی‌شود. استفاده از این روش برای آرماتورهایی مجاز است که دارای یک نقطه تسلیم کاملاً واضح و مشخص باشند.

3-8-4-9 در کرنش‌های کمتر یا مساوی با کرنش حد تسلیم، ε_y، تنش فولاد f_s، از رابطه‌ی (9-4-1) محاسبه می‌شود:

در کرنش‌های بزرگ‌تر از کرنش حد تسلیم، تنش فولاد مستقل از کرنش بوده و مطابق رابطه‌ی (9-4-2) منظور می‌گردد:

4-8-4-9 مدول الاستیسیته، E_s، برای آرماتورها برابر با 200000 مگاپاسکال است.

5-8-4-9 تنش حد تسلیم به کار برده شده در محاسبات برای آرماتورها بستگی به مشخصات فولاد مصرفی داشته و بر اساس نوع کاربری نباید از مقادیر داده شده در جدول 9-4-4 برای آرماتورهای آجدار، و جدول 9-4-5 برای آرمانورهای ساده بیشتر باشد.

6-8-4-9 نوع آرماتورهایی که برای کاربری مشخص سازه‌ای استفاده می‌شوند، باید برای آرماتورهای آج‌دار مطابق جدول 9-4-4، و برای آرماتورهای ساده مطابق جدول 9-4-5 باشد.

جدول 9-4-4 کاربرد آرماتورهای آج‌دار طولی و عرضی

[1] اعداد این ستون بیانگر حداکثر مقدار f_y برای هر رده آرماتور است.

[2] استفاده از شبکه‌های آج‌دار جوشی نیز مجاز است.

جدول 9-4-5 کاربرد آرماتورهای دورپیچ ساده

7-8-4-9 سیم‌های ساده و آج‌دار و شبکه‌های جوشی ساخته شده از سیم‌های ساده و آج‌دار باید مطابق استاندارد ملی ایران به شماره 11558 باشند.

8-8-4-9 در سیم‌های آجدار، فقط استفاده از قطرهای 1/5 تا 16 میلی‌متر مجاز است. در صورت استفاده از سیم‌های آج‌دار با قطرهای بزرگتر از 16 میلی‌متر، طول‌های مهاری و وصله با منظور نمودن این سیم‌ها مشابه سیم‌های ساده، و با استفاده از بند 9-21-3-7 محاسبه می‌گردند.

9-8-4-9 در آرماتورهای طولی آج‌دار در قاب‌های ویژه و دیوارهای لرزه‌ای ویژه و اجزای آن‌ها از جمله دیوار پایه‌ها و تیرهای همبند که تحت اثر لنگر خمشی، نیروی محوری، و یا هر دو به صورت توام قرار می‌گیرند، باید سه شرط زیر ارضا شوند:

الف – تنش تسلیم اندازه‌گیری شده در آزمایشگاه از تنش حد تسلیم در محاسبات، f_y، بیش از 125 مگاپاسکال فراتر نرود.

ب– نسبت تاب کششی اندازه‌گیری شده در آزمایشگاه به تنش حد تسلیم اندازه‌گیری شده در آزمایشگاه از 1/25 کمتر نباشد.

پ– حداقل درصد ازدیاد طول گسیختگی در طول آزمون 200 میلی‌متری برای آرماتورهای به قطر 10 تا 20 میلی‌متر برابر با 14 درصد، برای آرماتورهای به قطر 22 تا 35 میلی‌متر برابر 12 درصد، و برای آرماتورهای به قطر بزرگتر از 35 میلی‌متر و تا 57 میلی‌متر برابر 10 درصد باشد.

10-8-4-9 استفاده از آرماتورهای با مقاومت تسلیم بیشتر از 550 مگاپاسکال در قاب‌های ویژه مجاز نمی‌باشد. در آرماتورهائی که در جداول 9-4-4 و 9-4-5 مقاومت تسلیم 700 مگاپاسگال مجاز شمرده شده است، باید مشخصات استاندارد ASTM A706 رعایت شوند.

11-8-4-9 در سازه‌ها استفاده از آرماتورهای S520 تولید شده با روش ترمکس و مشابه آن به شرطی مجاز است که تمام شرایط جدول 9 -4-2 رعایت شده باشد. در سازه‌های شکل‌پذیر ویژه انجام آزمایشات لازم در هر پروژه الزامی است.

12-8-4-9 ضریب انبساط حرارتی برای کلیه آرماتورها برابر با به ازای هر درجه سلسیوس است.

9-4-9 دوام آرماتورها

1-9-4-9 برای حفظ آرماتورهای مصرفی در بتن در مقابل فرسودگی و خوردگی باید به مشخصات فیریکی و شیمیایی بتن، شرایط محیطی در ارتباط با مواد شیمیایی واکنش زای خورنده، میزان پوشش بتنی روی آرماتورها و نیز ملاحظات مربوط به دوام آن‌ها در مقابل آتش‌سوزی توجه داشت.

2-9-4-9 ملاحظات مربوط به مشخصات بتن و شرایط محیطی در پیوست 9- پ 1 ارائه شده‌اند.

3-9-4-9 ملاحظات مربوط به آرماتورها در مقابله با آتش‌سوزی در پیوست 9-پ 2 ارائه شده‌اند.

4-9-4-9 ضخامت پوشش بتنی برای آرماتورهایی که در شرایط محیطی معمولی (غیرخورنده) قرار دارند، در بند 9-4-9-5 ارائه شده است.

5-9-4-9 پوشش بتنی روی آرماتورها در شرایط محیطی معمولی (غیرخورنده)

1-5-9-4-9 ضخامت پوشش بتنی روی کلیه آرماتورهای طولی و عرضی نباید از مقادیر داده شده در جدول 9-4-6 کمتر باشد.

2-5-9-4-9 برای گروه میلگردها، ضخامت پوشش بتنی روی آن‌ها، نباید از کوچکترین دو مقدار (الف) و (ب) زیر کمتر باشد.

الف – قطر معادل گروه میلگردها

ب– 75 میلی‌متر برای مواردی که بتن بر روی خاک ریخته شده و با آن در تماس دائمی است؛ و 50 میلی‌متر برای مواردی که بتن در تماس با خاک ریخته نشده است.

3-5-9-4-9 برای آرماتورهای برشی سَر‌دار، ضخامت پوشش بتنی بر روی سر و صفحه‌ی زیر آن‌ها نباید از ضخامت پوشش آرماتورها در عضو کمتر باشد.

6-9-4-9 در محیط‌های خورنده و یا در سایر شرایط محیطی غیرمتعارف، ضخامت پوشش حداقل روی آرماتورها باید در صورت لزوم افزایش یافته و در هر حال نباید از مقادیر داده شده در پیوست 9- پ 1 به منظور تأمین دوام عضو کمتر باشد.

7-9-4-9 برای تأمین دوام بیشتر آرماتورها می‌توان آن‌ها را با اندود «روی» یا «اپوکسی ها» و یا ترکیبی از آن‌ها پوشش داد. ضوابط مربوط به این اندودها در پیوست 9-پ 1 ارائه شده‌اند.

جدول 9-4-6 حداقل ضخامت پوشش بتن روی میلگرد برای اجزای بتنی

10-4-9 اقلام جاگذاری شده در بتن

1-10-4-9 اقلام جاگذاری شده در بتن نباید بر روی مقاومت سازه و یا ضد آتش بودن آن اثرات عمده داشته باشند.

2-10-4-9 جنس اقلام جاگذاری شده نباید بر روی بتن و یا آرماتورها اثرات نامطلوب بگذارد.

3-10-4-9 در صورت استفاده از قطعات آلومینیمی، این قطعات باید دارای پوشش مناسب برای جلوگیری از واکنش بین بتن و آلومینیم یا بتن و فولاد باشند.

11-4-9 آرماتور برشی – گل‌میخ سَردار

1-11-4-9 مشخصات گل میخ‌های سَردار در این مبحث، که به عنوان آرماتور برشی در دال‌های دوطرفه به کار برده می‌شوند، باید مطابق استاندارد ASTM A1044 باشد.

2-11-4-9 بر اساس استاندارد فوق الذکر محدودیت‌های (الف) و (ب) زیر باید رعایت شوند:

الف- مساحت سطح سر گل‌میخ باید حداقل 10 برابر سطح مقطع میله گل‌میخ باشد.

ب- مقاومت تسلیم مشخصه گل‌میخ باید حداقل 250 مگاپاسکال باشد.